Runājot par nepieciešamību kaut kā uzkrāt enerģiju, daudzi uzreiz sāk domāt par akumulatoru. Protams, kas tas vēl varētu būt. Neskatoties uz to, ir arī cita metode, kuru neizmanto ļoti bieži, bet tai pat laikā ir ļoti labas izredzes. Īpaši uz citu tehnoloģiju attīstības fona. Šādu attīstību pat izmantoja sabiedriskā un kravas transporta ražošanā. Viņu pirmsākumi meklējami Padomju Savienībā, taču pēdējā laikā šo tehnoloģiju sāka izmantot arvien biežāk. Pirms vairākiem gadiem, kad noteikumi to ļāva, tas tika izmantots pat Formulā 1. Atvērsim slepenības plīvuru un pastāstīsim, kā darbojas šis diezgan vienkāršais, bet ģeniālais izgudrojums, un par cilvēku, kurš tam veltīja savu dzīvi.
Kas ir spararats?
Šodien mēs runāsim par super spararatiem un to veidotāju Nurbey Gulia. Lai arī šķiet, ka spararats ir kaut kas novecojis un tīri tehnisks, tam ir vieta arī jaunajā elektriskajā pasaulē.
Paši spararati tika izgudroti ļoti sen, un šo gadu laikā tos pat veiksmīgi izmantoja rūpniecībā. Mesopotāmijā un senajā Ķīnā ir pat atradumi, kas apstiprina šādu ierīču izmantošanu. Tiesa, tad tie tika izgatavoti no cepta māla vai koka un pildīja citas funkcijas.
Kur tiek izmantoti spararati?
Sakarā ar masīvību un fizikālo likumu, kas pavada spararata kustību, tas ir atradis pielietojumu daudzos modernos mehānismos - no transporta līdz rūpniecībai.
Reklāmas video:
Vienkāršākais pielietojums ir ass uzturēšana, uz kuras ir piestiprināts spararats. Tas var noderēt, kamēr darbojas mašīna. Īpaši tajos brīžos, kad tā piedzīvo asas slodzes, un ir jānovērš ātruma kritums. Izrādās šāda veida aizbīdnis.
Droši vien visbiežāk sastopamā spararata ir automašīnas iekšdedzes dzinējā. Tas ļauj uzturēt motora ātrumu, kad sajūgs ir izslēgts. Tas samazina ietekmi uz transmisiju, jo pārnesumu maiņa notiek, motoram darbojoties virs tukšgaitas. Turklāt tiek panākts lielāks komforts un vienmērīgāka kustība. Tiesa, sacīkšu automašīnās spararats ir ļoti atvieglots, lai samazinātu svaru un palielinātu ātrumu, ar kādu motors griežas.
Vieglās automašīnas spararats.
Arī kustības stabilizēšanai bieži tiek izmantoti spararati. Tas notiek tāpēc, ka ritenis, kas ir spararats, rotējot rada giroskopisku efektu. Mēģinot to noliekt, tas rada spēcīgu pretestību. Šo efektu var viegli izjust, piemēram, pagriežot velosipēda riteni un mēģinot to noliekt, vai paceļot strādājošo cieto disku.
Šāds spēks traucē vadīt motociklu, liekot ķerties pie pretējās stūres, it īpaši lielā ātrumā, taču tas daudz palīdz, piemēram, kuģa stabilizēšanai ripošanas laikā. Arī pakarinot šādu spararatu un ņemot vērā, ka tas vienmēr atrodas vienā un tajā pašā stāvoklī attiecībā pret horizontu, jūs varat noteikt tā novirzes no objekta ķermeņa un saprast tā stāvokli telpā. Šādu spararata īpašību izmantošana ir būtiska aviācijā. Tas ir rotējošais spararats, kas noteiks gaisa kuģa fizelāžas novietojumu kosmosā.
Super spararats Gulia
Tagad, pēc diezgan ilga ievada un fona, runāsim tieši par super spararatiem un to, kā tie palīdz taupīt enerģiju, bez to sastāva ķīmiskos savienojumos.
Nurbey Gulia - izveidoja un popularizē ideju par super spararatu kā enerģijas uzkrāšanas ierīci.
Super spararats ir spararata tips, kas paredzēts enerģijas uzkrāšanai. Tas ir īpaši izstrādāts, lai pēc iespējas vairāk enerģijas uzkrātu bez vajadzības citiem mērķiem.
Šie spararati ir smagi un pagriežas ļoti ātri. Sakarā ar to, ka rotācijas ātrums ir ļoti augsts, konstrukcijā pastāv vakuuma risks, taču tas ir arī pārdomāts. Pats spararats sastāv no tērauda plastmasas lentes vai kompozītmateriālu satītajiem pagriezieniem. Papildus faktam, ka šāda struktūra ir spēcīgāka nekā monolītā, tā joprojām tiek pakāpeniski iznīcināta. Tas ir, delaminācijas gadījumā spararats vienkārši palēnināsies un sapinīsies savās daļās. Es nedomāju, ka ir vērts izskaidrot, ka spararata plīsums, kas rotē ar desmitiem tūkstošu apgriezienu minūtē un sver vismaz desmitiem kilogramu, ir saistīts ar ļoti nopietnām sekām.
Turklāt, lai nodrošinātu vēl lielāku drošību, jūs varat ievietot sistēmu ar šādu spararatu bruņu kapsulā un aprakt to vairākus metrus zemē. Šajā gadījumā kustīgie elementi noteikti nespēs kaitēt personai.
Papildu bruņu kapsulas lietošanas priekšrocība būs vakuuma radīšana tajā, kas ievērojami samazinās ārējo spēku ietekmi uz kustību. Vienkārši sakot, šādā veidā jūs varat samazināt vai pilnībā noņemt gāzveida vides pretestību (parastajā gadījumā ar gaisu).
Tas ir veids, kā darbojas Gulia super spararats.
Gultņu, uz kuriem ir uzstādīts spararats, pretestība darbojas arī kā papildu spēki, kas kavē griešanos. Bet to var uzstādīt uz magnētiskās balstiekārtas. Šajā gadījumā ietekmes spēki tiek samazināti līdz minimumam, ko var atstāt novārtā. Tieši šī iemesla dēļ šādi spararati var rotēt mēnešus. Turklāt magnētiskā balstiekārta ļauj jums neuztraukties par sistēmas nodilumu. Tikai ģenerators ir nolietojies.
Tas ir elements, kas ļauj ģenerēt elektroenerģiju. Tas vienkārši izveido savienojumu ar spararatu un saņem tam pārraidīto rotāciju, tas rada elektrību. Izrādās parastā ģeneratora analogs, tikai tam jums nav nepieciešams sadedzināt degvielu.
Lai uzkrātu enerģiju, kad nav slodzes, spararats griežas un tādējādi “notur lādiņu”. Faktiski kombinēta versija ir iespējama arī pēc analoģijas ar parastajām baterijām, kuras vienlaikus var dot enerģiju un pašas uzlādēt. Spararata griešanai tiek izmantots motora ģenerators, kas var gan griezt spararatu, gan ņemt tā griešanās enerģiju.
Šādas sistēmas ir svarīgas enerģijas uzkrāšanai mājsaimniecībās un uzlādes sistēmās. Piemēram, līdzīga sistēma, kā to ir iecerējuši Skoda inženieri, būtu jāizmanto automašīnu uzlādēšanai. Dienas laikā spararats griežas uz augšu, un vakarā tas uzlādē elektriskās automašīnas, vakarā un naktī neapkraujot pilsētas tīklu. Šajā gadījumā jūs varat lēnām uzlādēt no viena spararata vai ātri no vairākiem, no kuriem vairāk elektrības tiks “noņemts”.
Super spararata efektivitāte
Super spararata efektivitāte visā to šķietamajā arhaismā sasniedz ļoti augstas vērtības. To efektivitāte sasniedz 98 procentus, par kuriem pat parastās akumulatori pat nesapņo. Starp citu, šādu akumulatoru pašizlāde notiek arī ātrāk nekā labi izgatavota spararata ātruma zaudēšana vakuumā un uz magnētiskās balstiekārtas.
Jūs varat atcerēties vecās dienas, kad cilvēki sāka uzglabāt enerģiju, izmantojot spararatus. Vienkāršākais piemērs ir podnieka riteņi, kas tika savērpti un vērpti, kamēr amatnieks strādāja pie nākamā trauka.
Mēs jau esam noteikuši, ka super spararata dizains ir diezgan vienkāršs, tam ir augsta efektivitāte un tajā pašā laikā salīdzinoši lēts, taču tam ir viens trūkums, kas ietekmē tā izmantošanas efektivitāti un kavē masu pieņemšanu. Precīzāk, ir divi šādi trūkumi.
Jostas spararata.
Galvenais būs tas pats žiroskopiskais efekts. Ja uz kuģiem tas ir noderīgs sānu īpašums, tad autotransportā tas ievērojami traucēs, un būs jāizmanto sarežģītas balstiekārtas. Otrais trūkums būs ugunsbīstamība iznīcināšanas gadījumā. Lielā iznīcināšanas līmeņa dēļ pat salikti spararati rada lielu siltuma daudzumu berzes dēļ pret bruņu kapsulas iekšpusi. Stacionārā iestādē tā nebūs liela problēma, jo var izgatavot ugunsdzēšanas sistēmu, bet transportējot tā var radīt daudz grūtību. Turklāt transportā iznīcināšanas risks ir lielāks vibrāciju laikā.
Kur tiek izmantoti super spararati?
Pirmkārt, N. V. Gulija savu izgudrojumu gribēja izmantot transportā. Vairāki prototipi pat tika uzbūvēti un pārbaudīti. Neskatoties uz to, sistēmas nepārsniedza testēšanu. Bet šīs enerģijas uzkrāšanas metodes izmantošana tika atrasta citā apgabalā.
Tā 1997. gadā ASV uzņēmums Beacon Power spēra lielu soli, izstrādājot super spararatus izmantošanai spēkstacijās rūpnieciskā līmenī. Šie super spararati varēja uzglabāt enerģiju līdz 25 kWh, un to jauda bija līdz 200 kW. 20 MW spēkstacijas būvniecība tika sākta 2009. gadā. Viņai nācās izlīdzināt elektriskā tīkla slodzes maksimumus.
Līdzīgi projekti ir arī Krievijā. Piemēram, paša N. V. Gulijas zinātniskā uzraudzībā Kinetic Power ir izveidojis savu stacionāro kinētiskās enerģijas uzkrāšanas ierīču versiju, kuras pamatā ir super spararats. Viena piedziņa var uzglabāt līdz 100 kWh enerģijas un nodrošināt jaudu līdz 300 kW. Šādu spararatu sistēma var nodrošināt visa reģiona elektriskās slodzes ikdienas neviendabīguma izlīdzināšanu. Tātad jūs varat pilnībā atteikties no ļoti dārgajām sūknētajām elektrostacijām.
Super spararatus ir iespējams izmantot arī objektos, kur nepieciešama neatkarība no elektriskajiem tīkliem un rezerves jauda. Šīs sistēmas ir ļoti atsaucīgas. Burtiski tā ir sekundes daļa un ļauj nodrošināt patiesi nepārtrauktu jaudu.
Šāda ideja "neradās". Vai tas var strādāt ar vilcieniem?
Vēl viena vieta, kur var izmantot Super spararatu, ir dzelzceļa transports. Vilcienu bremzēšanai tiek tērēts daudz enerģijas, un, ja jūs to netērējat, sildot bremžu mehānismus un vērpjot spararatu, tad uzkrāto enerģiju var tērēt ātruma palielināšanai. Jūs sacīsit, ka balstiekārtas sistēma būs ļoti trausla transportēšanai, un jums būs taisnība, taču šajā gadījumā mēs varam runāt arī par gultņiem, jo vienkārši nav nepieciešams ilgu laiku uzglabāt enerģiju un zaudējumi no gultņiem nebūs tik lieli šādā laika posmā. Bet šī metode ļauj ietaupīt 30 procentus no enerģijas, ko vilciens patērē kustībai.
Kā redzat, super spararata sistēmām ir daudz priekšrocību un ļoti maz trūkumu. No tā mēs varam secināt, ka tie iegūs popularitāti, kļūs lētāki un izplatītāki. Tas ir pats gadījums, kad matērijas īpašības un fizikas likumi, kas cilvēkiem pazīstami no seniem laikiem, ļauj jums nākt klajā ar kaut ko jaunu. Rezultātā jūs ieguvāt pārsteidzošu mehānikas un elektrības simbiozi, kuras potenciāls vēl nav pilnībā atklāts.
Artjoms Sutjagins